ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỖ GIA HIẾU NGHIÊN CỨU THUẬT TOÁN TRÍCH XUẤT ĐIỂM NÓNG/CHÁY TỪ ẢNH VỆ TINH VÀ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội - 2015 ii ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỖ GIA HIẾU NGHIÊN CỨU THUẬT TOÁN TRÍCH XUẤT ĐIỂM NÓNG/CHÁY TỪ ẢNH VỆ TINH VÀ ỨNG DỤNG TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG Ngành: Công nghệ thông tin Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm Mã số: 60480103 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Thị Nhật Thanh TS Lê Thanh Hà Hà Nội - 2015 iii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết nghiên cứu, thực nghiệm trình bày luận văn thực hướng dẫn Tiến sĩ Nguyễn Thị Nhật Thanh Tiến sĩ Lê Thanh Hà Tất tham khảo từ nghiên cứu liên quan nêu nguồn gốc cách rõ ràng từ danh mục tài liệu tham khảo luận văn Trong luận văn, việc chép tài liệu, công trình nghiên cứu người khác mà không rõ tài liệu tham khảo TÁC GIẢ LUẬN VĂN Đỗ Gia Hiếu iv LỜI CẢM ƠN Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo, Tiến sĩ Nguyễn Thị Nhật Thanh thầy giáo, Tiến sĩ Lê Thanh Hà, người tận tình hướng dẫn suốt trình thực luận văn tốt nghiệp Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới trường Đại học Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội thầy cô giáo giảng dạy, truyền thụ kiến thức thời gian qua Tôi xin cảm ơn anh chị bạn Trung tâm Công nghệ tích hợp giám sát trường Đại học Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ trình làm luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn tất gia đình, bạn bè động viên giúp đỡ thời gian nghiên cứu đề tài sống Tuy có cố gắng định thời gian trình độ có hạn nên luận văn nhiều thiếu sót hạn chế định Kính mong nhận góp ý thầy cô bạn TÁC GIẢ LUẬN VĂN Đỗ Gia Hiếu MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Danh mục hình vẽ Danh mục bảng MỞ ĐẦU .10 Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM VÀ NHỮNG HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG 12 1.1 TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM 12 1.1.1 Khái niệm viễn thám 12 1.1.2 Lịch sử phát triển kỹ thuật viễn thám 12 1.1.3 Những bước phát triển viễn thám Việt NamError! defined Bookmark not 1.1.4 Đặc điểm ảnh viễn thám Error! Bookmark not defined 1.1.5 Ứng dụng viễn thám Error! Bookmark not defined 1.1.6 Ứng dụng viễn thám trích xuất thông tin điểm nóng/cháy Error! Bookmark not defined 1.2 TỔNG QUAN NHỮNG HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Error! Bookmark not defined Chƣơng THUẬT TOÁN TRÍCH XUẤT ĐIỂM NÓNG CHÁY TỪ ẢNH VỆ TINH MODIS Error! Bookmark not defined 2.1 VỆ TINH VÀ ẢNH VỆ TINH MODIS Error! Bookmark not defined 2.2 THUẬT TOÁN PHÁT HIỆN ĐIỂM NÓNG CHÁYError! Bookmark not defined 2.2.1 Mô tả thuật toán Error! Bookmark not defined 2.2.2 Các mốc phát triển thuật toán MODIS Error! Bookmark not defined 2.2.3 Các bước thực thuật toán Error! Bookmark not defined 2.2.4 Hiệu thuật toán Error! Bookmark not defined 2.2.5 Cách thức hoạt động thuật toán Error! Bookmark not defined 2.3 SẢN PHẨM ĐIỂM CHÁY Error! Bookmark not defined Chƣơng PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG DỰA TRÊN NỀN TẢNG FIRMS Error! Bookmark not defined 6 3.1 TỔNG QUAN VỀ FIRMS Error! Bookmark not defined 3.1.1 Kiến trúc hệ thống Error! Bookmark not defined 3.1.2 MapServer Error! Bookmark not defined 3.1.3 Hệ quản trị sở liệu PostgreSQL, PostGISError! defined 3.1.4 3.2 Bookmark not Cơ sở liệu hệ thống Error! Bookmark not defined ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA FIRMS KHI TRIỂN KHAI TẠI VIỆT NAM Error! Bookmark not defined 3.3 NÂNG CẤP HỆ THỐNG FIRMS PHỤC VỤ QUẢN LÝ THÔNG TIN CHÁY RỪNG Ở VIỆT NAM Error! Bookmark not defined 3.3.1 Việt hóa hệ ngôn ngữ FIRMS Error! Bookmark not defined 3.3.2 Điều chỉnh phạm vị cảnh báo Error! Bookmark not defined 3.3.3 Tích hợp thông tin đồ hành Việt NamError! Bookmark not defined 3.3.4 Tích hợp liệu trạm thu Đại học Công Nghệ - ĐHQG Hà Nội Error! Bookmark not defined 3.3.5 Email cảnh báo Error! Bookmark not defined Chƣơng KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined 4.1 Thực nghiệm kết thuật toán trích xuất điểm nóng cháy Error! Bookmark not defined 4.2 Thực nghiệm kết hệ thống Error! Bookmark not defined 4.3 Hướng nghiên cứu Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 15 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined 7 Danh mục ký hiệu chữ viết tắt Viết tắt RS EOS GIS NASA SPOT NOAA NDVI GFMC EFFIS FIRMS Tiếng Anh Remote Sensing Earth Observing System Geographic information system National Aeronautics and Space Administration Système Pour l'Observation de la Terre National Ocenic and Atmospheric Administration Normalized Difference Vegetation Index Global Fire Monitoring Center European Forest Fire Information System Fire Information for Resource Management Tiếng Việt Viễn thám Hệ thống quan sát Trái đất Hệ thống địa lý Cơ quan vũ trụ hàng không quốc gia Mỹ Trung tâm nghiên cứu không gian Pháp Vệ tinh khí tượng NOAA Chỉ số thực vật Trung tâm giám sát lửa toàn cầu Hệ thống thông tin cháy rừng châu Âu Hệ thống quản lý tài nguyên thông tin cháy rừng Danh mục hình vẽ Hình 1.1 Nguyên lý thu nhận liệu viễn thám Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Cảm biến MODIS gắn vệ tinh Terra AquaError! Bookmark not defined Hình 2.2 Ảnh vệ tinh MODIS Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Sự che phủ nước ảnh MODIS (những vùng chấm trắng) hồ Rukwa phía Tây Tanzania vào ngày 1/9/2001 Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Dữ liệu HDF sản phẩm điểm cháy quan sát phần mềm HDF View Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Kiến trúc vật lý hệ thống Error! Bookmark not defined Hình 3.2 Kiến trúc logic hệ thống Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Giao diện Web hệ thống FIRMS Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Kiến trúc MapServer Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Mô hình phát triển hệ thống MapServerError! Bookmark not defined Hình 3.6 Công cụ quản trị sở liệu pgAdminIII Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Biểu đồ thực thể liên kết sở liệu hệ thống FIRMSError! Bookmark not defined Hình 3.8 Trung tâm lãnh thổ Việt Nam hệ thống FIRMS UETError! Bookmark not defined Hình 3.9 Bản đồ Việt Nam đường ranh giới hệ thống FIRMS UET Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Bản đồ vùng miền Việt Nam hệ thống FIRMS UET Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Sơ đồ thu nhận xử lý liệu MODIS trạm thu Đại học Công Nghệ Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Phần mềm Simulcast Viewer theo dõi tín hiệu ảnh thu trực tiếp vệ tinh bay vào vùng ăng ten thu nhận Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Quy trình cập nhật tự động liệu điểm nóng cháyError! Bookmark not defined Hình 4.1 Kết thuật toán xem phần mềm HDF View Error! Bookmark not defined Hình 4.2 Kết thuật toán xem phần mềm QGISError! Bookmark not defined Hình 4.3 Kết thuật toán xem Google EarthError! Bookmark not defined Hình 4.4 Hình ảnh hệ thống FIRMS UET Error! Bookmark not defined Hình 4.5 Hình ảnh hệ thống FIRMS UET đồ hành Việt Nam Error! Bookmark not defined Hình 4.6 Hình ảnh hệ thống FIRMS UET thông tin chi tiết điểm nóng cháy Error! Bookmark not defined 9 10 Danh mục bảng Bảng 1.1 Tóm tắt phát triển viễn thám qua kiện 14 Bảng 1.2 Đặc điểm dải phổ điện từ sử dụng kỹ thuật viễn thám Error! Bookmark not defined Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật ảnh MODIS Error! Bookmark not defined Bảng 2.2 Những kênh MODIS sử dụng để phát đặc tính hoạt động lửa Error! Bookmark not defined Bảng 2.3 Dữ liệu sản phẩm điểm cháy dạng TXT Error! Bookmark not defined Bảng 2.4 Mô tả liệu sản phẩm điểm cháy dạng TXTError! Bookmark not defined Bảng 3.1 Bảng sở liệu Fire_version Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Bảng sở liệu ${prefix}_fire Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Bảng sở liệu grid_${gridSize}m Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Bảng sở liệu ${prefix}_aggr_${timePeriod}_${gridSize}m Error! Bookmark not defined Bảng 3.5 Bảng sở liệu load_status Error! Bookmark not defined Bảng 3.6 Bảng sở liệu load_log Error! Bookmark not defined Bảng 4.1 Mô tả hệ thống FIRMS NASA FIRMS UETError! Bookmark not defined 11 MỞ ĐẦU Rừng tài nguyên quý báu có giá trị to lớn nhiều mặt Việc quản lý bảo vệ phát triển rừng trách nhiệm nghĩa vụ cấp, ngành toàn xã hội Tuy nhiên, diện tích rừng ngày bị thu hẹp, khả tự phục hồi vô chậm so với tốc độ rừng, mà nguyên nhân cháy rừng Cháy rừng trình sinh lý phức tạp với nhiều tác động trực tiếp gián tiếp vào bầu khí quyển, sinh thủy Cháy rừng nguồn gốc quan trọng gây biến đổi lớn lượng khí thải ô nhiễm không khí nhiều khu vực Thế giới Cháy rừng thường xảy diện rộng vùng có địa hình rừng núi phức tạp khó lại, việc quan trắc phát cháy rừng phương pháp truyền thống thường khó khăn Ở Việt Nam, cháy rừng hiểm họa thường xuyên xảy gây thiệt hại lớn đến kinh tế hệ sinh thái rừng Khi cháy rừng xảy ra, tài nguyên rừng bị hủy hoại, môi trường sống biến đổi theo hướng tiêu cực chí ảnh hưởng đến tài sản tính mạng người Ngày với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật công nghệ thông tin cho đời thiết bị tiên tiến cho phép thu thập liệu ảnh vệ tinh bề mặt Trái đất giúp người quản lý tốt nguồn tài nguyên Dữ liệu ảnh vệ tinh có khả cung cấp ảnh đa thời gian, diện rộng, tiết kiệm thời gian chi phí giúp nghiên cứu cháy rừng trở nên hiệu quả, có tính ứng dụng cao Đặc biệt ảnh vệ tinh cung cấp từ quan vũ trụ hàng không quốc gia Hoa Kỳ có độ phủ rộng phân giải cao Xuất phát từ vấn đề trên, toán “Nghiên cứu thuật toán trích xuất điểm nóng/cháy từ ảnh vệ tinh ứng dụng hệ thống thông tin cháy rừng” thực với mục tiêu khả ứng dụng ảnh vệ tinh tạo sở cho công tác theo dõi, quản lý dự báo, thống kê điểm cháy rừng lãnh thổ Việt Nam Bài toán xây dựng để phát điểm cháy tiềm tàng thời gian ngắn nhằm giảm thiệt hại kinh tế, giảm biến đổi môi trường khí hậu sinh thái… Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu thuật toán trích xuất điểm nóng cháy dựa phát xạ mạnh xạ kênh hồng ngoại cận hồng ngoại Thuật toán sử dụng nhiều kênh nhiệt để phát điểm nhiệt nóng không bình thường, có đột biến khác lạ với điểm xung quanh 12 Xây dựng, phát triển hệ thống thông tin cháy rừng Việt Nam cung cấp liệu cảnh báo vị trí, khu vực có nguy cao cháy rừng dựa kết phân tích từ thuật toán trích xuất điểm nóng cháy Nội dung, phƣơng pháp nghiên cứu Tìm hiểu tổng quan số loại ảnh vệ tinh, đặc điểm ảnh vệ tinh trọng ảnh MODIS Tìm hiểu vấn đề tổng quan điểm nóng cháy yếu tố ảnh hưởng đến việc phát điểm nóng cháy tiềm tàng Luận văn dựa kết từ nghiên cứu thuật toán phát điểm nóng cháy thông qua sóng phản hồi số kênh cận hồng ngoại thu nhận từ ảnh vệ tinh MODIS phân tích thiết kế cài đặt phát triển hệ thống thông tin quản lý theo dõi cảnh bảo nguy cháy rừng Việt Nam cách nhanh chóng xác Kết đạt đƣợc Với yêu cầu đề ra, luận văn đạt kết sau: - Khái quát lý thuyết viễn thám, ảnh vệ tinh phương pháp phát điểm nóng cháy Cài đặt thành công hệ thống quản lý điểm nóng cháy máy chủ trường Đại học Công Nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội Cải tiến hệ thống cho phù hợp với lãnh thổ Việt Nam Kết cài đặt cải tiến nêu chi tiết phụ lục luận văn Kết cấu luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo, luận văn kết cấu gồm chương: Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM VÀ NHỮNG HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Chƣơng 2: THUẬT TOÁN TRÍCH XUẤT ĐIỂM NÓNG CHÁY TỪ ẢNH VỆ TINH MODIS Chƣơng 3: PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG DỰA TRÊN NỀN TẢNG FIRMS 13 Chƣơng TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM VÀ NHỮNG HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM 1.1.1 Khái niệm viễn thám Viễn thám (Remote Sensing – tiếng Anh) ngành khoa học có lịch sử phát triển từ lâu, có mục đích nghiên cứu thông tin vật tượng thông qua việc phân tích liệu ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, ảnh hồng ngoại nhiệt ảnh radar Viễn thám hiểu khoa học nghệ thuật để thu nhận thông tin đối tượng, khu vực tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận phương tiện Những phương tiện tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực với tượng nghiên cứu (Nguyễn Ngọc Thạch, Cơ sở viễn thám, 2005) [1] Thuật ngữ viễn thám – điều tra từ xa xuất từ năm 1960 nhà địa lý người Mỹ E Pruit đặt (Thomas, 1999) Ngày nay, viễn thám ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt khoa học Trái đất Kỹ thuật viễn thám kỹ thuật đa ngành, liên kết nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác công đoạn như: - Thu nhận thông tin Tiền xử lý thông tin Phân tích giải đoán thông tin Đưa sản phẩm dạng đồ chuyên đề tổng hợp Vì vậy, nhấn mạnh Viễn thám khoa học thu nhận từ xa thông tin đối tượng, tượng Trái đất Bằng công cụ kỹ thuật, viễn thám thu nhận thông tin, dự kiện vật thể, tượng tự nhiên vùng lãnh thổ khoảng cách định 1.1.2 Lịch sử phát triển kỹ thuật viễn thám Sự phát triển ngành viễn thám qua thời gian tóm tắt bảng 1.1 Viễn thám khoa học, thực phát triển mạnh mẽ qua ba thập kỷ gần đây, mà công nghệ vũ trụ cho ảnh số, bắt đầu thu nhận từ vệ tinh quỹ đạo Trái đất vào năm 1960 [2] Tuy nhiên, viễn thám có lịch sử phát triển lâu đời, bắt đầu việc chụp ảnh sử dụng phim giấy ảnh Từ kỷ XIX, vào năm 1839, Louis Daguerre (1789 - 1881) đưa báo cáo công trình nghiên cứu hóa ảnh, khởi đầu cho ngành chụp ảnh Sự phát triển kỹ thuật viễn thám gắn liền với phát triển kỹ thuật chụp ảnh Năm 1858, ảnh chụp bề mặt Trái đất từ khinh khí cầu, thực Gaspard Felix Toumachon – nhà nhiếp 14 ảnh gia người Pháp sử dụng khinh khí cầu bay độ cao 80 m để chụp ảnh từ không, chụp ảnh vùng Bievre – Pháp; từ việc mà năm 1858 coi năm khai sinh ngành kỹ thuật viễn thám Một ảnh chụp bề mặt Trái đất từ khinh khí cầu ảnh vùng Bostom tác giả James Wallace Black, 1860 Năm 1894 Aine Lausedat khởi dẫn chương trình sử dụng ảnh cho mục đích thành lập đồ địa hình (Thomas, 1999) Việc đời ngành hàng không thúc đẩy nhanh phát triển mạnh mẽ ngành chụp ảnh sử dụng máy ảnh quang học với phim giấy ảnh, nguyên liệu nhạy cảm với ánh sáng (photo) Công nghệ chụp ảnh từ máy bay tạo điều kiện cho nghiên cứu mặt đất ảnh chụp chồng phủ cho khả nhìn ảnh (stereo) Khả giúp cho việc chỉnh lý, đo đạc ảnh, tách lọc thông tin từ ảnh có hiệu cao Một ngành chụp ảnh, thực phương tiện hàng không máy bay, khinh khí cầu tàu lượn phương tiện không khác, gọi ngành chụp ảnh hàng không Các ảnh thu từ ngành chụp ảnh hàng không gọi không ảnh Sự phát triển ngành hàng không tạo nên công cụ tuyệt vời việc chụp ảnh từ vùng lựa chọn có điều khiển Những ảnh chụp từ máy bay Xibur Wright – nhà nhiếp ảnh người Ý thực năm 1909 vùng Centocalli thuộc nước Ý Các máy ảnh tự động có độ xác cao đưa vào thay máy ảnh chụp tay Năm 1929 Liên Xô cũ thành lập Viện nghiên cứu ảnh hàng không Leningrad, viện sử dụng ảnh hàng không để nghiên cứu địa mạo, thực vật, thổ nhưỡng Trong chiến tranh giới lần thứ II thử nghiệm nghiên cứu tính chất phản xạ phổ bề mặt địa hình chế thử lớp cản quang cho chụp ảnh màu hồng ngoại tiến hành Dựa kỹ thuật kỹ thuật thám hàng không đời Trong vùng dải sóng dài sóng điện từ, hệ thống cao tần tích cực (RADAR) thiết kế sử dụng từ đầu kỷ Đầu tiên người ta sử dụng để theo dõi phát vật thể chuyển động, nghiên cứu tầng ion Trong chiến tranh giới thứ II, kỹ thuật RADAR phát triển mạnh mẽ Vào năm 50 người ta tập trung nghiên cứu nhiều vào việc phát triển hệ thống RADAR ảnh cửa mở thực Hệ thống RADAR có cửa mở tổng hợp (Syntheric Apature Radar – SAR) xúc tiến nghiên cứu Vào năm 1956, người ta tiến hành thử nghiệm khả ảnh máy bay việc phân loại phát kiểu thực vật Vào năm 1960 nhiều thử nghiệm ứng dụng ảnh hồng ngoại màu ảnh đa phổ tiến hành bảo trợ quan hàng không vũ trụ quốc gia Hoa Kỳ Từ thành công nghiên cứu vào ngày 23-7-1972 Mỹ phóng vệ tinh nhân tạo Landsat mang đến khả thu nhận thông tin có tính chất 15 toàn cầu hành tinh (kể Trái đất) môi trường xung quanh Những máy đặt vệ tinh nhân tạo Trái đất cung cấp thông tin có tính toàn cục động thái mây, lớp phủ thực vật, cấu trúc địa mạo, nhiệt độ gió bề mặt đại dương Sự tồn tương đối lâu vệ tinh quỹ đạo khả lặp lại đường bay cho phép theo dõi biến đổi theo mùa, theo hàng năm khoảng thời gian tương đối đối tượng mặt đất Trong vòng thập kỷ gần kỹ thuật viễn thám hoàn thiện với thiết bị thu đặc biệt mà nhiều nước dự kiến kế hoạch phóng vệ tinh điều tra tài nguyên Nhật, Ấn Độ, nước châu Âu Tổ chức EOS phóng vệ tinh mang máy thu MODIS (100 kênh) HIRIS (200 kênh) lên quỹ đạo Nhiều phần mềm xử lý ảnh số đời làm cho thành kỹ thuật quan trọng việc điều tra điều kiện đánh giá tài nguyên thiên nhiên quản lý bảo vệ môi trường Ngày nay, tia Laser bắt đầu ứng dụng viễn thám Hiện ứng dụng chủ yếu cho mục đích nghiên cứu khí quyển, làm đồ địa hình nghiên cứu lớp phủ bề mặt hiệu ứng huỳnh quang Viễn thám ngày cung cấp thông tin tổng hợp thông tin tức thời để khắc phục loạt vấn đề thiên tai, theo dõi biến động tài nguyên hồi phục (nước, sinh vật…) Bảng 1.1 Tóm tắt phát triển viễn thám qua kiện Thời gian (Năm) 1800 1839 1847 1850 - 1860 1873 1909 1910 - 1920 1920 - 1930 1930 - 1940 1940 1950 1950 - 1960 12 – - 1961 1960 - 1970 Sự kiện Phát tia hồng ngoại Bắt đầu phát minh kỹ thuật chụp ảnh đen trắng Phát dải phổ hồng ngoại phổ nhìn thấy Chụp ảnh từ khinh khí cầu Xây dựng học thuyết phổ điện từ Chụp ảnh từ máy bay Giải đoán từ không trung Phát triển ngành chụp đo ảnh hàng không Phát triển kỹ thuật radar (Đức, Mỹ, Anh) Phân tích ứng dụng ảnh chụp từ máy bay Xác định dải phổ từ vùng nhìn thấy đến không nhìn thấy Nghiên cứu sâu ảnh cho mục đích quân Liên xô phóng thành công tàu vũ trụ có người lái chụp ảnh trái đất từ vũ trụ Lần sử dụng thuật ngữ viễn thám 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu Tiếng Việt [1] Nguyễn Ngọc Thạch, Cơ sở viễn thám, Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, 2005 [2] Nguyễn Khắc Thời, Giáo trình viễn thám, Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, 2011 [3] Lê Văn Trung, Viễn thám, NXB ĐHQG TPHCM, 2010 [4] KS Nguyễn Hồng Quảng, KS Nguyễn Hồng Minh, KS Nguyễn Thu Hà, KS Nguyễn Thanh Hải, TS Trần Hùng, Thu nhận sử dụng liệu MODIS phục vụ quản lý lửa rừng Việt Nam, 2008 II Tài liệu Tiếng Anh [5] Christopher Justice, Louis Giglio, Luigi Boschetti, David Roy, Ivan Csiszar, Jeffrey Morisette, and Yoram Kaufman, "Algorithm Technical Background Document," 2006 [6] Yoram J Kaufman, Christopher O Justice, Luke P Flynn, Jackie D Kendall, Elaine M Prins, Louis Giglio, Darold E Ward, W Paul Menzel, and Alberto W Setzer, "Potential global fire monitoring from EOS-MODIS," 1998 [7] C.O Justice, L Giglio, S Korontzi, J Owens, J.T Morisette, D Roy, J Descloitres, S Alleaume, F Petitcolin, Y Kaufman, "The MODIS fire products," 2002 [8] Louis Giglio, Jacques Descloitres, Christopher O Justice, Yoram J Kaufman, "An Enhanced Contextual Fire Detection Algorithm for MODIS," 2003 [9] Z Li, Y J Kaufman, C Ichoku, R Fraser, A Trishchenko, L Giglio, J Jin, X Yu, "A Review of AVHRR-based Active Fire Detection Algorithms: Principles, Limitations, and Recommendations," 2000 III Internet [10] "MapServer," [Online] Available: http://mapserver.org [11] "PostgreSql," [Online] Available: http://www.postgresql.org [12] "PostGIS," [Online] Available: http://postgis.net [13] "FIRMS," [Online] Available: https://earthdata.nasa.gov/data/near-real-timedata/firms [14] "Global Fire Monitoring Center http://www.fire.uni-freiburg.de/ [15] "Canadian Wildland Fire (GFMC)," Information System," [Online] Available: [Online] Available: 17 http://cwfis.cfs.nrcan.gc.ca/home [16] "EFFIS," [Online] Available: http://forest.jrc.ec.europa.eu/effis/ [17] "Active Fire Mapping http://activefiremaps.fs.fed.us/ Program," [Online] Available: [18] "Fire Watch," [Online] Available: http://www.kiemlam.org.vn/dubaochay/ [19] "Direct Readout," [Online] Available: http://directreadout.sci.gsfc.nasa.gov/ [...]... ảnh vệ tinh có khả năng cung cấp ảnh đa thời gian, trên một diện rộng, tiết kiệm được thời gian và chi phí giúp những nghiên cứu về cháy rừng trở nên hiệu quả, có tính ứng dụng cao Đặc biệt những bức ảnh vệ tinh được cung cấp từ cơ quan vũ trụ và hàng không quốc gia Hoa Kỳ có độ phủ rộng và phân giải cao Xuất phát từ vấn đề trên, bài toán Nghiên cứu thuật toán trích xuất điểm nóng/ cháy từ ảnh vệ tinh. .. về cháy rừng dựa trên kết quả phân tích từ thuật toán trích xuất điểm nóng cháy Nội dung, phƣơng pháp nghiên cứu Tìm hiểu tổng quan về một số loại ảnh vệ tinh, những đặc điểm của ảnh vệ tinh và chú trọng ảnh MODIS Tìm hiểu những vấn đề tổng quan về các điểm nóng cháy và những yếu tố ảnh hưởng đến việc phát hiện ra những điểm nóng cháy tiềm tàng Luận văn dựa trên kết quả từ sự nghiên cứu về thuật toán. .. văn được kết cấu gồm 3 chương: Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM VÀ NHỮNG HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM Chƣơng 2: THUẬT TOÁN TRÍCH XUẤT ĐIỂM NÓNG CHÁY TỪ ẢNH VỆ TINH MODIS Chƣơng 3: PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG DỰA TRÊN NỀN TẢNG FIRMS 13 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM VÀ NHỮNG HỆ THỐNG THÔNG TIN CHÁY RỪNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM 1.1.1 Khái niệm cơ bản về viễn thám... cứu thuật toán trích xuất điểm nóng/ cháy từ ảnh vệ tinh và ứng dụng trong hệ thống thông tin cháy rừng đã được thực hiện với mục tiêu về khả năng ứng dụng của ảnh vệ tinh và tạo cơ sở cho công tác theo dõi, quản lý và dự báo, thống kê những điểm cháy rừng trên lãnh thổ Việt Nam Bài toán được xây dựng để phát hiện ra những điểm cháy tiềm tàng trong thời gian ngắn nhất nhằm giảm những thiệt hại về kinh... sinh thái… Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu thuật toán trích xuất điểm nóng cháy dựa trên sự phát xạ mạnh bức xạ của những kênh hồng ngoại và cận hồng ngoại Thuật toán sử dụng nhiều kênh nhiệt để phát hiện điểm nhiệt nóng không bình thường, có sự đột biến khác lạ với những điểm xung quanh 12 Xây dựng, phát triển được hệ thống thông tin cháy rừng ở Việt Nam cung cấp các dữ liệu cảnh báo những vị trí,... những điểm nóng cháy thông qua các sóng phản hồi của một số kênh cận hồng ngoại thu nhận từ ảnh vệ tinh MODIS và phân tích thiết kế cài đặt phát triển hệ thống thông tin quản lý theo dõi và cảnh bảo nguy cơ cháy rừng ở Việt Nam một cách nhanh chóng và chính xác nhất Kết quả đạt đƣợc Với những yêu cầu đề ra, luận văn đã đạt được những kết quả chính như sau: - Khái quát lý thuyết về viễn thám, ảnh vệ tinh. .. – tiếng Anh) là một ngành khoa học có lịch sử phát triển từ lâu, có mục đích nghiên cứu thông tin về một vật và một hiện tượng thông qua việc phân tích dữ liệu ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, ảnh hồng ngoại nhiệt và ảnh radar Viễn thám được hiểu là một khoa học và nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương... phát minh kỹ thuật chụp ảnh đen trắng Phát hiện cả dải phổ hồng ngoại và phổ nhìn thấy Chụp ảnh từ khinh khí cầu Xây dựng học thuyết về phổ điện từ Chụp ảnh từ máy bay Giải đoán từ không trung Phát triển ngành chụp và đo ảnh hàng không Phát triển kỹ thuật radar (Đức, Mỹ, Anh) Phân tích và ứng dụng ảnh chụp từ máy bay Xác định dải phổ từ vùng nhìn thấy đến không nhìn thấy Nghiên cứu sâu về ảnh cho mục... quốc gia Hoa Kỳ Từ những thành công trong nghiên cứu trên vào ngày 23-7-1972 Mỹ đã phóng vệ tinh nhân tạo Landsat đầu tiên mang đến khả năng thu nhận thông tin có tính chất 15 toàn cầu về các hành tinh (kể cả Trái đất) và môi trường xung quanh Những máy đặt trên vệ tinh nhân tạo Trái đất cung cấp thông tin có tính toàn cục về động thái của mây, lớp phủ thực vật, cấu trúc địa mạo, nhiệt độ và gió bề mặt... triển mạnh mẽ ngành chụp ảnh sử dụng máy ảnh quang học với phim và giấy ảnh, là các nguyên liệu nhạy cảm với ánh sáng (photo) Công nghệ chụp ảnh từ máy bay tạo điều kiện cho nghiên cứu mặt đất bằng các ảnh chụp chồng phủ kế tiếp nhau và cho khả năng nhìn ảnh nổi (stereo) Khả năng đó giúp cho việc chỉnh lý, đo đạc ảnh, tách lọc thông tin từ ảnh có hiệu quả cao Một ngành chụp ảnh, được thực hiện trên